Измерение параметров электрических цепей

Сопротивление цепей постоянного тока можно измерить методом вольтметра и амперметра. Если не требуется высокая точность измерения, то можно воспользоваться омметром. Прибор основан на законе Ома, R_x = , шкала прибора градуирована в Омах. При необходимости повысить точность результата, измерения сопротивлений выполняют мостами. Искомое сопротивление R_x включают в плечо моста. R_m - магазин сопротивлений; R и R₂- известные сопротивления, G- гальванометр.

И зменяя сопротивление R до величины, когда показание гальванометра будет равно нулю, т.е. точки А и В станут равного потенциала, можно написать

I =I ;

I ;

Отсюда: ; R ;

где: К= .

Для измерения индуктивности L и емкости С служат мосты, которые питаются переменным током. Измерение этих параметров тоже идет методом сравнения с образцовой индуктивностью или емкостью.

Для измерения сопротивления изоляции электрических цепей, которые составляют десятки и сотни тысяч Ом, служат мегаомметры. Они снабжаются маломощными генераторами 500, 1000 или 2500 В. Генератор вращается вручную. О величине сопротивления изоляции судят по величине протекающего тока в цепи. Шкала прибора проградуирована в килоомах (1 кОм) равен (10³ Ом) или мегаомах U мгОм равен (10⁶ Ом). Один провод мега-омметра подключают к линии или обмотке устройства, второй присоединяют к земле или корпусу оборудования. При вращении ручки по показаниям прибора считывают величину изоляции.

Цифровые приборы

В общем виде структурную схему цифрового измерительного прибора можно представить состоящей из трех узлов. Измеряемая величина X поступает на преобразователь 1 и преобразуется в аналоговый сигнал Y, который после преобразователя 2 выходит цифровым кодом Z. Кодом называется серия или комбинация электрических сигналов однозначно отражающих измеряемую величину X. Преобразователь 3 преобразует код в сигнал для отчета или печати на выходе. Основные преимущества цифровых приборов - высокая точность, широкий диапазон измерения, возможность ввода информации в ЭВМ в цифровом виде.

Датчики параметров неэлектрических величин

Датчики предназначены для преобразования неэлектрической величины (скорости, температуры, расстояния и т.п.) в электрический сигнал, который измеряется прибором, его шкала проградуирована в единицах измеряемой величины. Датчиками скорости чаще всего являются маломощные генераторы G

постоянного тока с постоянным током возбуждения. В этом случае ЭДС генератора Е пропорциональна скорости вращения вала Е=К. На рисунке представлен узел транспортера с барабаном. Тахометр R представляет вольтметр, шкала которого градуирована в единицах скорости  (с-¹) (рис. а).

Для измерения линейных перемещений применяют индуктивные датчики, сопротивление которых при выходе сердечника падает. Амперметр градуируют в размерах перемещения X (рис. б).

Измерение механических напряжений в деталях выполняют с помощью тензорезисторов. Они изготавливаются в виде тонких проволок, зигзагообразно приклеенных к полоске бумаги, которая в свою очередь прочно приклеивается к поверхности исследуемой детали. При деформации детали проволока испытывает сжатие или растяжение, что вызывает изменение ее сопротивления (рис. а).

Чтобы повысить чувствительность датчика механического напряжения, тензорезисторы включают в измерительные мосты. Ползунком потенциометра устанавливают нулевое показание измерителя напряжения ИН.

Затем прикладывают к детали заведомо известные усилия, что нарушает баланс моста и приводит к отклонению стрелки ИН. На шкале отмечают величину давления. После тарировки тензодатчик готов к работе.

Для измерения температуры различных сред применяют термо­чувствительные и термоэлектрические датчики. Основу термочувствительных датчиков составляют металлические или полупроводниковые терморезисторы. Наиболее распространены платиновые терморезисторы. Диапазон измеряемых температур от -260 до +1100°С. Для температур от -200 до +200°С применяют медные терморезисторы. Полупроводниковые датчики-термисторы обладают высокой чувствительностью, но диапазон температур ограничен от -60 до +120°С. Терморезисторы, как и тензорезисторы, по тем же соображениям, включают в мостовые схемы измерения. С целью защиты от механических повреждений терморезисторы помещают в стальные трубки с запаянным дном и двумя выводами для подключения (рис. б).

Термоэлектрические датчики - термопары, генерируют небольшую ЭДС под влиянием нагрева места соединения двух разнородных металлов. Термопару помешают в пластмассовую, металлическою или фарфоровую оболочку для защиты от ударов. Свободные концы соединены с милливольтметром, который проградуирован в градусах Цельсия.

Для измерения температур до 1600°С применяют платинородий -платиновые термопары; для температур до 1300°С - хромель-алюминиевые термопары; хромель-копелевые термопары ставят на установках с температурой до 800°С.